脂肪来源干细胞在创伤愈合方面的研究进展


?298?

Journal of Tissue Engineering and Reconstructive Surgery,October 2009,V01.5 No.5

?综述?
doi:lO.3969/j.issn.1673-0364.2009.05.017

脂肪来源干细胞在创伤愈合方面的研究进展
张志亮 范志宏

【中图分类号】Q813.1+1

【文献标识码】B【文章编号】

1673—0364(2009)05—0298-03

干细胞是一类具有自我更新、增殖和多向分化能力的细 胞.自Zuk等I-】发现脂肪组织中存在多向分化能力细胞以来, 脂肪组织来源干细胞(Adipose—derived
stem

CM能够激活FB的某些信号通路。使之产生抗氧化酶(如Su-
peroxide

dismutase和Glutathione peroxidase等)的能力有关。

cells,ADSCs)已

Kim等[9J在随后的研究中发现,ADSCs的促创伤愈合和抗氧 化作用是通过激活FB、角化细胞来发挥功能的。被活化的两 种细胞以旁分泌的方式对周围创伤组织的恢复产生促进作 用,从而加速创面愈合。
1.3

被证实具有分化成为骨骼、软骨、脂肪、心肌、神经等组织的 能力,且对创伤愈合也有明显的促进作用。本文从ADSCs对 成纤维细胞(Fibroblast,FB)生物特性的影响和ADSCs在血 管新生及血管生成中的作用等两个方面来探讨ADSCs与创 伤愈合的相互关系。


ADSCs对FB迁徙的作用 Kim等121通过将培养在ADSCs—CM中的融合FB进行划

通过影响成纤维细胞来促进创伤愈合

痕实验,以模拟体内创伤后FB的情况。倒置显微镜观察发 现,实验组FB的迁移速度约为对照组的1.9倍。Lee等嘲发 现.2%低氧含量环境中的ADSC—CM促FB迁移能力要强于 正常氧含量中的ADSCs—CM。因为在实验过程中发现VEGF 和bFGF的分泌量高于其他因子。推测可能是它们在其中发 挥作用而促进FB的迁徙运动。在随后的实验中。Lee等使用 了VEGF和bFGF的中和抗体,以观察此两种细胞因子受到 抑制后FB的迁移速度会有怎样的变化,结果表明施用抗体 后FB的迁徙速度的都有不同程度的降低.且VEGF抗体对 FB迁徙的抑制作用要强于bFGF抗体。 ADSCs能够对FB的增殖迁移甚至胶原分泌等方面产生 促进作用。研究证明,在低氧环境中,ADSCs仍然有存活能力 并能够对周围细胞产生积极地促进作用来影响创伤愈合。 ADSCs是否为刨伤愈合过程中的主要因素仍需进一步研究。 现在大部分对ADSCs和FB相互关系研究都集中到了ADSCs 分泌的一系列细胞因子方面,但除此之外.ADSCs对FB的影 响是否有其他途径(如细胞间的直接接触)。仍未见有相关实 验研究。 2促进创伤部位血供的恢复 Lu等fJ0/游离小鼠背部皮肤制作缺血皮瓣模型.并以此模 型来观察ADSCs对皮瓣生长状况的影响。实验中.分别在皮 瓣基底、距基底1.5 cm处注入等量ADSCs,术后第7天,对比 皮瓣组织内的血管密度和单位组织内的血管内皮细胞数量。 发现:实验组(基底部注射ADSCs)的血管密度和血管内皮细 胞数量最大,1.5 cm处次之,空白对照组最差。Lu等认为,此 项实验能够说明ADSCs具备促进血运重建功能。在类似的鼠 后肢缺血模型中,对经ADSCs处理的实验组也观察到了患肢

FB是创面修复中起主要作用的细胞.创伤能够刺激FB 活化,通过增殖、迁移、合成和分泌细胞外基质(Extracellular matrix。ECM)等方式,参与肉芽组织及瘢痕形成和后期创面 重塑。其中FB的增殖、迁移是创面愈合的两个重要因素。
1.1

ADSCs在FB增殖中的作用 Kim等田将FB置于不同含量(500/0和100%)的ADSCs

条件培养基中培养时发现.后者FB的数目明显高于前者;但 此培养基经灭活生长因子的处理后,同样条件下培养FB.发 现其促FB增生的作用消失。折涛等[31以ADSCs培养基中的 上清液(ADSC—CM)为条件培养基来研究ADSCs对FB的影 响.也发现了ADSCs对FB增殖的促进作用,并认为这一作
用是通过ADSCs在培养过程中产生的多种活性细胞因子实

现的.如VEGF、HGF、bFGF等。虽然有文献报道5%的低氧环 境抑制ADSCs增殖【4】,但Lee等ISl的实验却表明,2%的氧含量 的环境能够促进ADSCs的增殖(虽然2%氧环境中ADSCs的 增殖速度只是稍快于20%氧环境中的ADSCs),但不同的氧环 境下以ADSC-CM培养FB并未发现两组增殖速度上的不同。
1.2

ADSCs在抗细胞凋亡中的作用 折涛等[31通过研究H202诱导细胞凋亡模型发现,ADSC—

CM能够减少受损FB的凋亡,并推测可能的机制是:ADSCs 分泌SDF-l(Stromal--derived faetor-I),SDF-1激活了P13一K/Alk

通路.上调了bcl一2基因及蛋白表达帅,从而使FB具备了逃
避凋亡的能力。但无相关实验证实。Kim等[sl研究UVB所致 的人真皮FB增殖减少、凋亡加速的现象时发现。ADSCs具有 减少细胞损伤,减少FB凋亡的能力。认为这可能和ADSC一
作者单位:200127上海市 院整形外科。 上海交通大学医学院附属仁济医

万方数据

组织工程与重建外科杂志2009年10月

第5卷第5期

?299?

血流和血管密度增加的现象f“。日。在ADSCs和BMSCs对缺血 组织促血运恢复作用的研究上,产生了两种完全不同的观

行性的细胞治疗方案之一。 ADSCs对创伤愈合的促进作用已在一些基础研究及动 物实验中得到证实,并在l临床应用研究方面取得了阶段性的 成果[2l嘲。尽管ADSCs促进创伤愈合方面有着令人惊异的表 现,但目前这一研究仍处在起步阶段,要真正应用于临床,仍 有许多难关需要克服。首先,对于ADSCs的了解有待于进一 步深化,虽然其在创面愈合过程中的重要作用已被证实.但 导致其发挥作用的机制尚不明确;其次.ADSCs的生物学功 能和增殖分化能力的多样性和不确定性也限制了其临床应

点。Nakagami等【1以为,ADSCs促血运恢复能力和BMSCs没
有差别。但Kim的研究结果却相反,他认为ADSCs对缺血患 肢的效果要优于BMSCs.因在实验中发现,具有自发形成较 好管状结构的ADSCs要比BMSCs表达更多MMP3和 MMP9。且同样的ADSCs,当EGM—MV media诱导ADSCs形 成管状结构时MMP3和MMP9表达量也要高于无此诱导能
力的EBM一2 media.当给予MMP抑制剂时.管状物形成量明

显下降。所以Nakagami推断认为,MMP3和MMP9在此过程 中作用重大【141。
ADSCs能促进血运的恢复不仅是由于它具有分化为血

用【瑚;另外,ADSCs能够分泌诸多有益于创伤修复的细胞因
子,但是诸多细胞因子的是否会产生异常的加和作用.从而 导致其本身或其他细胞肿瘤化等问题并没有明确答案。这些 亟待解决的问题将成为今后的研究方向和研究热点。
参考文献 [11
Zuk PA,zhu M,Mizumo
H,et

管内皮细胞的潜能并进而参与血管构成。另外。它的分泌作 用也在其中起到了重要的作用。
2.1

分泌生长因子促进缺血部位血管新生和重建 许多实验证实,ADSCs能够分泌多种生长因子.如
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PDGF、PLGF、KGF、bFGF、TGF—B1和口2、HGF及VEGF等, ADSCs分泌的各种生长因子的表达量并不完全相同,其中促 血管新生的VEGF、PLGF、TGF—B和HGF表达量相对于其他 活性因子较高。 在影响ADSCs分泌功能的诸多因素中.周围环境中的氧 含量在其中起到了重要作用。在l%的低氧环境中培养的 ADSCs,能够检测到与血管增殖相关细胞因子表达的上调.特 别是与体重和摄食相关的瘦蛋白(LEP)明显上调旧。2%的低 氧环境中的ADSCs,VEGF和bFGF的分泌量要高于20%的 氧环境13]。Rehman等【151的实验显示,在低氧环境中的ADSCs, VEGF的分泌量约为正常氧含量环境中的5倍:低氧环境中 的ADSCs—CM能明显促进血管内皮细胞的生长和减少内皮
细胞凋亡。 【6】 【51 【3】 【4】 [2】2

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虽然低氧如何影响ADSCs分泌物质变化的机制尚不明 确,但可以预见,临床应用前使用低氧处理ADSCs,以延长其 生存能力和激发干细胞特性的发挥极有可能是一个行之有 效的方法。但在创伤部位,组织的正常结构及血供遭到破坏 后产生的低氧环境对直接施用ADSCs的影响作用尚未见有 相关报道。
2.2

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促进新的血运形成

脂肪组织内的前体脂肪细胞和内皮细胞在体内有着紧 密的联系。ADSCs和内皮细胞都能够表达CD31、CDl44和血 管假性血友病因子。从人体脂肪组织中能够提取到有上述表 型的内皮细胞㈣,将其植人到人造血管之中,发现这些移植血 管术后的通畅率明显提高陋171.且这些细胞能够自发形成与 血管内皮排列相似的网状结构¨司。薛君等【-”将ADSCs分别在 不同的环境(VEGF、b—FGF)中培养并加以诱导后证实。 VEGF、b—FGF均可诱导ADSCs分化成为成内皮样细胞。Kim 等[201进行的干细胞向血管内皮分化的诱导实验发现,ADSCs 比BMSCs能够形成更多完整的管状结构.ADSCs在促血管 形成方面具有优势。ADSCs对缺血损伤的治疗将会是最具可

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(收稿日期:2009年5月12 13;修回El期:2009年7月20日)

(上接第285页)

【3】3

Boatman
of

0,Vainionpaa s,Saikku K Infraisthmal lo幛tudinal fractures
of the
treatment using

折采用管型石膏固定后.长期随访的患者也存在明 显的膝关节疼痛。本研究中,无论是膝关节还是踝关 节.疼痛与Iowa评分均呈负性相关,Iowa评分越是 低,患者的功能恢复越差。但是,在部分患者中,虽然 在膝关节活动时感到疼痛。但不存在踝关节及骨折 部位的疼痛.可以认为膝关节疼痛是手术造成的并 发症。同时,更值得注意的是,尽管膝关节、踝关节、 骨折端的疼痛VAS评分同sF一36生存质量表中的 躯体质量评分存在明显相关。但是存在膝关节疼痛 的VAS评分只与心理质量评分相关,而与躯体质量 评分无关。因而,膝关节疼痛在一定程度上会影响患 者的心理状况,从而影响其术后功能恢复。
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(收稿日期:2009年5月17日;修回日期:2009年7月27日)

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